首页 百科知识 电流和电流密度

电流和电流密度

时间:2022-08-23 百科知识 版权反馈
【摘要】:电荷的定向运动形成电流,在一定的电场力作用下,电流可以在金属导体、电解液或电离气体中形成.从微观上看,电流实际上是带电粒子的定向运动,形成电流的带电粒子称为载流子.载流子可以是电子、质子和离子等.本章主要涉及的是大量载流子在电场力作用下形成的传导电流.电流的强弱用电流强度来描述.电流强度是单位时间内通过导体某一横截面的电量,简称电流,用I表示.若在dt时间内,通过导体某截面的电荷量为dq,则通过该

电荷的定向运动形成电流,在一定的电场力作用下,电流可以在金属导体、电解液或电离气体中形成.从微观上看,电流实际上是带电粒子的定向运动,形成电流的带电粒子称为载流子.载流子可以是电子、质子和离子等.本章主要涉及的是大量载流子在电场力作用下形成的传导电流.

电流的强弱用电流强度来描述.电流强度是单位时间内通过导体某一横截面的电量,简称电流,用I表示.若在dt时间内,通过导体某截面的电荷量为dq,则通过该截面的电流强度为

如果导体中的电流不随时间而变化,这种电流叫做恒定电流.

电流强度是标量,习惯上常将正电荷的运动方向规定为电流的方向.在导体中电流的方向总是沿着电场方向从高电势处指向低电势处.在国际单位制中,电流强度的单位是安培(A).它是SI制中的七个基本单位之一.

当电流在大块导体或不均匀导体中流动时,导体中不同位置电流的大小和方向都可能不同,形成一定的电流分布.为精确描述电流在导体中各点的分布,引入电流密度矢量j.规定:导体中任一点电流密度的方向与该点电流方向相同,大小等于通过该点垂直于电流方向单位面积的电流.在国际单位制中,电流密度的单位是

图11.1 电流密度

上式可写成

通过导体任一有限面积S的电流为

在金属中只有一种载流子,即自由电子.在没有外加电场的情况下,金属中的电子作无规则的运动,平均速度为零,所以不产生电流.在外加电场中,金属中的电子将有一个平均定向速度v,由此形成电流,这一平均定向速度叫做漂移速度.若导体横截面积为S,单位体积中自由电子数为n,则在时间间隔dt内,通过横截面的电子数为nSvdt,通过该截面的总电量为dq=emSdt,由电流的定义可得通过导体的电流为

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈